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20 斜弯桥荷载横向分布计算方法


竖向位移和扭角
(2)弯桥与正桥的比较 当荷载作用于跨中时,即
i

0
2
,有



C wpi

ri3 EIi

(0 sin 8 cos2 0
2
0
)
ki 80coss2in20 0
1 tg 0
2 2
0
4

梁系法[刚(铰)接板(梁)法] 比拟正交异性板法(G-M)等 对于变截面简支梁桥,连续梁桥,刚架桥等其它梁式
或梁式组合结构,可按等代刚度法将其换算为等代简支梁 进行横向分布计算,此方面内容可参阅文献[1]、[2]、[3]。
修正偏心压力法
在正交桥中,荷载横向分布的规律主要取决于纵横向
抗弯刚度的比值,而抗扭能力只影响分布系数的数值。因
C wpi源自l3 6EIi 1 2 1 2
1 2
2
2

l3 48EIi
Cpi cwTi 0(无弯扭耦合项)

C wTi

l 6EIi

3ki 2

3k
i



l 4EIi
ki

l

4GJi
就是正桥跨中作用单位竖向力和单位扭矩在跨中产生的

ki EIi / GIdi

i si / li
i 第 式中:、——分别
抗扭刚度
片梁截面的抗弯刚度和

2 )曲梁桥
对于曲梁桥(后图),有
曲梁桥及其柔度系数计算图式
Cwpi

ri3 2EIi
{1 ki s in 0
[
0
s
in
2

i
s in 0
i
c os ( 0
4nGk



E
n
a
2 j
G
y


j 1

式;中:Gy

l 0
Dy
f
2
( x)dx
;Gk

l 0
Dk
f
2 (x)dx
P 对于等截面简支梁,若荷载 作用于 断面,取级数首
项时,有
f
(x)

2 pl3
bDz 4
sin
l
sin x
l
f ( ) 2 pl3 sin 2
bDz 4
l

若取泊松比为零,则 桥跨结构宽度,主梁相同时 B na
n
G ITi B 4Dk
aDy EI j
j 1
则林元培公式与郑考达公式相同
(4)日本国铁标准公式[6] 对于主梁相同的梁式桥有
荷载作用点至横 截面形心之距
i

1 n

a(n 1 2i) n(n2 1)
2 )考虑约束扭转的修正系数
(1)文献[8]公式
n
1


1
l2 12
G I dj
j 1
n
E
a
2 j
I
j 1
j
1
1
th

n
式中:1
G I di
j 1 n

; 1l / 2
E Ii
1j1
主梁扇性惯矩
(开口截面)

3 0
1
4
2 0

EI i
8 0 0
3
0
cos 2
0
2

l3 EIi
0
lim
0 0
0


3 0
3!

sin 0
8
3 0
c os2
0
2
l3

48EIi



CTi

ri EI i

0

lim
0 0

i )sini

0 s in 0
sin 2 i
sin(0
i )(i
cosi


s
in

i
)]

ki
s in i s in 0
s in( 0

i
)}
Cpi
CwTi

ri2 2EIi
{1 ki s in 0
[ 0 s in 0
sin 2 i
j
n
l 2G
I di
1

2E
i 1
n
a
2 j
Ii

j 1
i 1

(3)法印公式 苏联法印1962年提出开 口截面的修正式为
i

1 n

n
eai ai A
i 1
式中:
A
l2 6
1
1 th
GIdn EI

将 A代入可整理出与文献[8]公式相同的
(2)郑考达公式[4]



1
l2
n
1
G I dj
j 1



2
E
n
a
2 j
I
j


j 1

此式的 与荷载位置无关,是由于假定扭角与挠度在纵
向具有相同的变化规律。分母中的 2是由于取级数中的
首项而来的近似值。
(3)林元培公式[5]
1

1
对于直梁,有 ri 0 l, 0 0

则上列三式分别变为



Cwpi

ri3
EI i l3
3 0
lim
0 0
lim
80003cosssini2n200

0
k
i

0
8
3 0
sin cos2
0 0
2


1 2
tg0 / 2
0 0
8 0
cos2 0
2

l3 4EIi
ki

l 4GJi
CPi
C
l2 EIi
wTi

lim
0 0
08riE202Ici002os2li03m!20008(10 02kcsi )oins20(0无2弯0 扭(耦1合)
从以上公式不难看出,若I
扭转的 值。

I 为零时,得到的就是自由
3) 讨论
无论是从静力平衡条件(舒根公式等)还是从能量原
理(郑孝达公式等)所推导出的考虑自由扭转的修正系数
均为桥跨结构主梁几何参数的函数,由于能量法推导过程
中仅取了级数首项,致使其与静力平衡法的修正系数有一
定的偏差。考虑自由扭转的其它修正公式,只要略加变化
a
2 j
Ij



1
x(l
3
x)
n
G I dj
j 1
n
E
a
2 j
I
j
1

j 1

偏心压力法
可见 n
① G ITj 0 时, 1

j 1


l 2


min
;② x 0 、l, 1
;④ (0) (l) max 1
车轮荷载,即 轮重与轴重的比例数;汽车:(y) 1,挂车:( y) 1
n
2
4
m ( y)( y)
横向最不利布置车轮数
横向分布影响线竖标
荷载横向分布计算实际上是计算 (值y)。对于简支等截
面直梁桥,基于不同的计算假定,可有
支点剪力荷载横向分布计算的杠杆法,
跨中截面荷载横向分布计算的偏心压力
12(简支梁)
2478(.固4(端一梁端)固定另一端简支梁)
3(悬臂梁的悬臂端)
(1 )(简支外伸梁的悬臂端, 简支跨径为l, 外伸长l)
一般来说,考虑自由扭转的修正系数 适用于混凝土梁,
而考虑约束扭转的 适用于钢梁
斜弯梁的柔度系数
平面斜、弯梁存在弯曲和扭转耦合作用,为分析计算方 便,定义 :
Cpi

li2 6EIi
i
(1 i
)
Ai C i 2Bi


(2 i )tg a



C wTi

li2 6EIi

Ai C i 2Bi

(2


i
)tg
a

)
i
(1


i
)


CTi

li 6EIi

Ci2 2Bi
2(3kii


1
n i 1
I di
/
n i 1
I i
(闭口截面)
主梁极惯矩
(2)杨国先公式[9]
文献[9]忽略了弯曲正应力,用能量法推导T梁的 为

1
l 2GId
2EI
1
若计及弯曲应变能,则


1


I n
n
a
2 j
I
i s s 弯桥径向水平力N 1.0作用于 号梁 截面,在该梁 截面引
起的径向水平位移CuN(i 此参数可用于水平荷载的横向分布计算[13])。
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